BAB 12 PUPUK HAYATI
12.5 Materi
12.5.3 Rhizobium
Peran mikoriza adalah membantu penyerapan unsur hara tanaman, peningkatan pertumbuhan dan hasil produk tanaman. Mikoriza meningkatkan pertumbuhan tanaman pada tingkat kesuburan tanah yang rendah, lahan terdegradasi dan membantu memperluas fungsi perakaran dalam memperoleh nutrisi. Secara khusus, fungi mikoriza berperan penting dalam meningkatkan penyerapan ion dengan tingkat mobilitas rendah, seperti fosfat (PO43-) dan amonium (NH4+ ) dan unsur hara tanah yang relatif immobil lain seperti belerang (S), tembaga (Cu) dan juga Boron (B).
Mikoriza juga meningkatkan luas permukaan kontak dengan tanah, sehingga meningkatkan daerah penyerapan akar hingga 47 kali lipat. Mikoriza tidak hanya meningkatkan laju transfer nutrisi di akar tanaman inang, tetapi juga meningkatkan ketahanan tanaman terhadap cekaman biotik dan abiotik. Mikoriza mampu membantu mempertahankan stabilitas pertumbuhan tanaman pada kondisi lahan tercemar.
Gambar 12.3 Bakteri Rhizobium dan bintil akar
Aktivitas penambatan nitrogen dalam bintil akar dipengaruhi oleh difusi oksigen ke bagian dalam bintil dan oleh partisi fotosintat dari tanaman untuk bintil melalui akar. Reaksi penambatan N2 adalah sebagai berikut:
N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 Mg-ATP 2NH3 + H2 +16 Mg-ADP + 16 Pi
Bakteri Rhizobium memiliki keunikan dibanding mikroorganisme tanah lainnya dalam kemampuannya bersimbiosis dengan tanaman legum untuk menambat N2. Agar dapat melakukan simbiosis, Rhizobium tidak hanya harus bisa hidup secara saprofit, tetapi juga harus dapat mengalahkan (berkompetisi) dengan Rhizobium yang lain dalam memperoleh tempat infeksi pada akar tanaman legum. Oleh karena itu, kemampuan fisiologisnya untuk bertahan dalam keadaan yang bagaimanapun merupakan syarat yang penting agar dapat beradaptasi pada lingkungan yang banyak persaingan dan lingkungan tanah yang kompleks
Tanaman legum merupakan mitra yang lebih besar sedangkan Rhizobium adalah mitra yang lebih kecil, sering disebut ‘mikrosimbion’. Apabila bintil menua setelah suatu periode fiksasi nitrogen, mulai terjadi pembusukan jaringan dengan membebaskan bentuk aktif Rhizobium ke dalam tanah yang biasanya berfungsi
sebagai sumber inokulum bagi tumbuh-tumbuhan budi daya berikutnya dari spesies legum tertentu.
Bakteri Rhizobium secara umum termasuk golongan heterotrof, yaitu sumber energinya berasal dari oksidasi senyawa-senyawa organik seperti sukrosa dan glukosa. Dengan demikian, untuk mendapatkan senyawa organik tersebut, bakteri membutuhkan tanaman inang. Bentuk simbiosis antara tanaman legum dengan Rhizobium adalah simbiosis mutualisme, karena bakteri dalam bersimbiosis menginfeksi tanaman dan tanaman menanggapinya dengan membentuk bintil (nodul). Bakteri Rhizobium memperoleh makanan berupa mineral, gula/karbohidrat dan air dari tanaman inangnya, sedangkan bakteri memberi imbalan berupa nitrogen yang ditambatnya dari atmosfer.
Adisarwanto (2005) mengatakan nodul atau bintil akar tanaman kedelai terbentuk pada umur 4 - 5 hst yaitu sejak terbentuknya akar tanaman, dan dapat mengikat nitrogen dari udara pada umur 10 - 12 hst, tergantung kondisi lingkungan tanah dan suhu. Suhu lingkungan seperti kelembaban yang cukup dan suhu tanah sekitar 25°C sangat mendukung dalam pertumbuhan bintil akar. Perbedaan warna hijau daun pada awal pertumbuhan (10 - 15 hst) merupakan indikasi efektivitas Rhizobium.
Tabel 12.1. Kelompok inokulasi silang Rhizobium Rhizobium spp Kelompok inokulasi silang Tipe legum R. leguminasorum Kelompok ercis Pisum, Vicia, Lens R. phaseoli Kelompok kacang Phaseolus
R. trifolii Kelompok semanggi Trifolium
R. melioti Kelompok alfalfa Medicago, Melilotus, Trigonella R. lupini Kelompok lupini Lupinus, Ornithopus
R. japonicum Kelompok kedelai Glycine Rhizobium sp Kelompok cowpea Vigna, Arachis Sumber : Rao, 1994
Rhizobium yang berasosiasi dengan tanaman legum mampu memfiksasi 100 - 300 kg N/ha dalam satu musim tanam dan meninggalkan sejumlah N untuk tanaman berikutnya.
Permasalahan yang perlu diperhatikan adalah efisiensi inokulan Rhizobium untuk jenis tanaman tertentu. Rhizobium mampu mencukupi 80 % kebutuhan nitrogen tanaman
legum dan meningkatkan produksi antara 10 % - 25 %. Tanggapan tanaman sangat bervariasi tergantung pada kondisi tanah dan efektivitas populasi asli.
2). Tipe Nodul
Ada dua tipe nodula, yaitu efektif dan inefektif. Nodula efektif dibentuk oleh strain efektif dari Rhizobium. Nodula ini berkembang dengan baik, berwarna merah muda akibat adanya pigmen leghaemoglobin. Berbeda dengan strain inefektif dari Rhizobium, bentuk nodula umumnya kecil dan berisi sedikit jaringan bakteroid yang berkembang, menunjukkan akumulasi tepung dalam sel tanaman inang yang tidak berisi Rhizobium.
Bakteroid dalam nodula inefektif berisi glikogen.
Terjadinya simbiosis antara tanaman inang tertentu dengan Rhizobium ditentukan paling sedikit dua tahap perubahan sinyal yang saling bergantian antara tanaman dan mikrosimbiotik. Pertama, gen bakteri nodulasi (nod) aktif dalam merespon sinyal molekul yang dikeluarkan tanaman seperti flavonoid, dihasilkan dari biosintesis dan sekresi lipochitooligosaccharides (LCOs) oleh bakteri Rhizobium. Tahap kedua, LCOs mendatangkan bentuk nodul pada akar tanaman inang dan memicu proses infeksi. LCOs yang menyebabkan bentuk akar bernodula pada tanaman inang dinamakan faktor Nod
Gambar 12.4 Penambatan N2 oleh Rhizobia (a) Bakteria mengenal rambut akar dan mulai membelah,
(b) Masuknya rhizobia ke akar melalui infeksi, bakteria masuk ke dalam sel akar (c) membelah/membagi menjadi bentuk nodula
3). Faktor-faktor yang mempengaruhi fiksasi N
Beberapa faktor yang berpengaruh pada proses fiksasi nitrogen, di antaranya (1) terdapatnya tanaman inang yang sesuai; (2) derajat keasaman tanah atau pH tanah; (3)
ketersediaan hara; (4) kondisi fisik tanah (misalnya tergenang); dan (5) adanya serangan virus bakteri (bacteriophage) dapat menyebabkan berkurangnya populasi Rhizobium dalam tanah.
Sumber : Rhizobiumproduction.com
Gambar 12.5 Bintil akar (nodul) pada tanaman leguminose 12.5.4 Pemanfaatan di Perkebunan
Penelitian dengan perlakuan perbedaan dosis RP terhadap pertumbuhan dan pembentukan bintil akar Mucuna bracteata pada media tanam tanah biasa dan tanah steril menunjukkan perlakuan dosis pupuk Rock phosphate berpengaruh nyata terhadap jumlah daun dan berpengaruh sangat nyata terhadap jumlah bintil akar, berat kering bintil akar, dan berat kering sulur, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap panjang sulur.
Secara umum perlakuan dosis pupuk yang terbaik adalah Rock phosphate 20 gram (V2) dan Rock phosphate 30 gram(V3) (Hizkia, 2016)
Pada penelitian lainnya menyatakan perlakuan pemberian Rhizobium tidak berpengaruh nyata terhadap panjang sulur dan jumlah daun Mucuna bracteata namun pemberian Rhizobium berpengaruh ntaya terhadap pembentukan bintil akar Mucuna bracteata, pada perlakuan I0 (tanpa Rhizobium) menghasilkan jumlah bintil akar 120,87 butir sedangkan pada perlakuan I1 (pemberian Rhizobium) menghasilkan bintil akar leih banyak yaitu 193,75 butir atau 22,31% lebih banyak dibandingkan dengan perlakuan I0. Kadar N daun Mucuna bracteata pada seluruh perlakuan teramasuk dalam kategori tinggi dengan rata-rata 3,35% (Mahyaranda, 2016)
Soal Latihan
1. Jelaskan definisi pupuk hayati
2. Jelaskan peranan Mikoriza terhadap kesuburan tanah 3. Jelaskan morfologi endomikoriza dan ektomikoriza 4. Jelaskan pembentukan nodul pada tanaman legum 5. Jelaskan pemanfaatan Rhizobium pada perkebunan